Устройство для определения координат центра тяжести изделий Советский патент 1979 года по МПК G01M1/12 

Изобретение касается измерительной техники и может быть использова но в машиностроении для определения координат центра тяжести различных объектов. Известно устройство для определе ния координат центра тяжести издели содержащее основание.- установленный на нем газостатический подшипник со сферическим, подвижным вкладышем, блок крепления изделия, выполненный в виде стола, прикрепленного к .вкладышу, и установочно-регулировочные приспособления l . Однако неустойчивое положение стола затрудняет высокоточное и высокопроизводительное определение координат центра тяжести изделия. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения координат центра тяжести изделия, содержащее основание, раму, узел связи рамы и основания, выполненный в виде опоры блок крепления изделия, шарнирно связанный с рамой и выполненный в ви де замка, в который вставляется изделие для определения одной координаты центра тяжести, а для определения другой координаты изделие повора чивают на 90°, чувствительные элементы в устройстве, выполненные в виде датчика, расположенные между основанием и рамой в одном направлении и обеспечивающие косвенный замер и пересчет показаний датчика через компенсатор, преобразователь и электронную схему. Недостатком устройства является невысокая точность измерений за счет применения сложной электронной схемы, каждый блок которой вносит погрещности в измерения, а также невозможность определения этим устройством третьей координаты центра тяжести изделия. За счет того, что для определения двух координат центра тяжести изделия необходимо дважды переставлять и закреплять изделие в блоке крепления, устройство обладает низкой производительностью процесса. Целью изобретения является повышение точности и производительности. Это достигается тем, что узел связи выполнен в виде шарнирно связанных -с основанием и углами рамы стержней, расположенных под углом к плоскости рамы, блок крепления в виде стола, привода для его поворота в вертикальной плоскости и фик сатора поворота, а чувствительные элементы расположены попарно в двух взаимно перпендикулярных направления На фиг.1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг.2 - вид по стрелке А фиг.1. Устройство для определения координат центра тяжести содержит основание 1, раму 2, узел связи рамы И основания, выполненный в виде четырех .стержней 3, шapkиpaми: 4 связанных .с основамием и углами рамы, которые расположены под углом к плоскости рамы, а в горизонтальной плоскости - под углом 45. Для к зепления изделия 5 устройств содержит блок крепления, выполненный в виде стола б, шарнирно связанного с рамой 2 с помощью оси 7. Стол б имеет возможность наклоняться с помощью привода 8, выполненного в виде гидроцилиндра и :шарнирно связанного рамой 2 и столом -б. Для ограни чения наклона стола 6 на заданный угол служит упор 9. На основании 1 закреплены попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях чувствительные элементы 10 в видесилоизмерительных датчиков взаимодействующих с рамой 2 через тела качения 11, причем рама 2 находится в зажатом состоянии между датчиками 10. Для первоначальной установки рамы 2 в горизонтальной плоскости слу жат уровни 12, закрепленные на раме для точного контроля угла поворота стола б - уровень 13, установленный на столе. Устройство работает следующим образом. Раму 2 устанавливают горизонталь но по уровням 12, регулируя длину стержней 3. После этого по уровню 1 устанавливают стол б в горизонтальн положение с помощью привода 8. Показания силоизмерительных датчиков 10 устанавливают на нуль. Установка изделия 5 весом Р на стол б вызывает изменение показаний чувствительных элементов 10. Рама 2 подвешена шарнирно на сте жнях 3, поэтому при смещении центра тяжести относительно оси устройства в горизонтальной плоскости соответс венно на AV и AZ изменяются реакции в шарнирах 4 узла связи. При этом силоизмерительные датчики 10 замеряют горизонтальные составляющие сил реакции, которые зависят от угла наклона стержня 3 к плоскости рамы 2. Изменяя угол ct, можно получить высокую чувствительность всего устройства, что позволяет получить высокую точность измерения. Смещение центра тяжести изделия AV определяют по формуле -2Ftgu гделг, - разница показаний противолежащих силоизмерительных датчи ков 10; b - расстояние между шарнирами 4 ;. Р - вес изделия. Смещение центра тяжести изделия AZ определяют по формуле ДГх-и Д 2р-Ц« Для удобства вычислений угол сС выбирается одинаковым для каждой оси. Для определения третьей (вертикальной) координаты центра тяжести изделия стол 6 наклоняется с помощью привода 8. Угол Э на который наклоняется стол б, контролируется упором 9 и уровнем 13. Производят регистрацию показаний.датчиков 10, расположенных по оси ОУ, и определяют смещение центра тяжести А при наклонном положении изделия аналогично определению ду. После определения д вычисляют.расстояние Н от опорной плоскости стола б яд центра тяжести (по оси ОХ) по формуле u-a tAV-cosp д-у sin р Sinp. ig-p берется в зависимости от тогц слева или справа от вертикальной оси устройства находится центр тяжести изделия при горизонтальном положении стола. Высокая чувствительность системы обеспечивает высокую точность измерений. Наличие свободно подвешенной платформы позволяет получить универсальное, легко переналаживаемое устройство, необходимое при единич ном и мелкосерийном производстве. Формула изобретения Устройство для определения координат центра тяжести изделия, содержащее основание, раму, узел связи рамы и основания, блок крепления изделия, шарнирно связанный с рамой, и чувствительные элементы, расположенные между основанием и рамой, о т личающеес я тем, что, с целью повышения точности и производительности, узел связи выполнен в виде шарнирно связанных с основанием и углами рамы стержней, расположенных под углом к плоскости рамы, блок крепления - в виде стола, привода для его поворота в вертикальной плоскости и фиксатора поворота, а чувствительные элементы расположены попарно в двух взаимно перпендикулярных направлениях.